Geum.ru

Программы индекс Наименование дисциплины и ее основные разделы Всего часов

Вид материалаРеферат

Содержание


Содержание разделов дисциплины
Молекулярная физика
Элементы атомной физики.
Элементы ядерной физики
Основная литература
Дополнительная литература
Билеты к экзаменам
Подобный материал:
ТРЕБОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ

ПРОГРАММЫ



Индекс

Наименование дисциплины и ее основные разделы

Всего часов

ЕН.Ф. 03
Физика. Физические основы механики; колебания и волны; молекулярная физика и термодинамика; электричество и магнетизм; оптика; атомная и ядерная физика; физический практикум
300

СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ



№ п/п

Название темы и ее содержание

Количество часов







лекции

(лаб.-практ.) занятия

1

Механика

Введение. Физика как наука, изучающая наиболее общие свойства материи и простейшие формы ее движения. Методы и результаты физического исследования. Роль физики в решении проблем современной биологии. Предмет механики. Кинематика материальной точки. Описание движения в координатной и векторной форме. Движение материальной точки по криволинейной траектории, по окружности. Прямолинейное движение.
2



2

Динамика материальной точки. Взаимодействие, силы, масса. Законы динамики. Виды сил. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности.

1



3

Динамика системы материальных точек. Центр масс. Теорема о движении центра масс системы. Закон сохранения импульса.
2


4
Движение материальной точки в неинерциальной системе отсчета. Силы инерции. Кориолисова сила. Центробежная сила.
1


5
Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.
1


6
Работа различных сил. Консервативные и неконсервативные силы. Кинетическая и потенциальная энергия. Мощность. Закон сохранения и превращения энергии в механике.
2



7
Кинематика абсолютно твердого тела. Степени свободы. Мгновенные оси вращения. Динамика твердого тела. Момент инерции тела. Теорема о переносе осей.
2


8
Момент силы. Момент импульса. Законы механики для вращательного движения твердого тела. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия вращающегося тела. Понятие о гироскопах.

2



9
Упругие свойства твердых тел. Типы деформаций. Закон Гука. Энергия упругой деформации. Диаграмма растяжения. Хрупкость и пластичность.
1



10
Механика жидкостей и газов. Законы Паскаля и Архимеда. Гидростатическое давление. Барометрическая формула. движение жидкостей и газов. Законы стационарного течения.
2



11
Течение вязкой жидкости. Внутреннее трение. Число Рейнольдса. Формула Пуазейля. Силы, действующие на тело в потоке. Формула Стокса.
2



12
Кинематика колебаний. Гармонические колебания. Биения. Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
2



13
Динамика колебаний. Свободные колебания. Маятники. Вынужденные колебания. Резонанс.

2



14
Упругие волны. Стоячие волны. Звук. Эффект Допплера. Распространение звуковых волн.
2


15
Молекулярная физика

Состояние вещества. Параметры состояния. Идеальный газ. Изопроцессы. Уравнение состояния.
1



16
Молекулярно-кинетическая теория. Основное уравнение. Средняя кинетическая энергия молекул и температура. Постоянная Больцмана.

2


17
Внутренняя энергия. Теплота и работа. Внутренняя энергия идеального газа. Теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении. Адиабатический процесс.
2



18
Первое начало термодинамики. Работа идеального газа при различных процессах.
1



19
Второе начало термодинамики. Работа при круговых процессах. Цикл Карно. Коэффициент полезного действия тепловых процессов и цикла Карно. Энтропия. Вероятность состояния.

3



20
Силы взаимодействия между молекулами реальных газов. Изотермы реальных газов. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Переходы в системе газ-пар-жидкость. Критическое состояние. Фазовые переходы. Фазовые диаграммы.
2



21
Испарение и кипение. Насыщенные пары. Влажность. Плавление. Возгонка. Кристаллизация. Диаграмма состояний. Тройная точка.
1



22
Молекулярные силы в жидкостях. Поверхностное натяжение. Давление под изогнутой поверхностью жидкости. Капиллярные явления.

2



23
Кристаллическое строение твердых тел. Теплоемкость твердых тел. Понятие о квантовой теории теплоемкости.
1



24
Электричество.

Электростатическое поле. Заряды и их взаимодействие. Напряженность. Графическое описание. Теорема Остроградского- Гаусса и ее применение.
1
2

25
Работа в электрическом поле. Потенциал и разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Потенциал поля точечного заряда. Связь между потенциалом и напряженностью.
1



26
Проводники в электрическом поле. Электроемкость проводников. Емкость уединенного шара. Конденсаторы. Энергия электростатического поля.

2
2

27
Диэлектрики. Дипольный электрический момент. Поляризация диэлектриков. Поле диполя. Диполь во внешнем электрическом поле.
1



28
Вектор поляризации. Поляризуемость молекул. Вектор электрического смещения. Диэлектрические восприимчивость и проницаемость.
1



29
Условия на границе раздела двух диэлектриков. Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрики.
1



30
Постоянный электрический ток. Электродвижущая сила. Закон Ома в интегральной и дифференциальной форме. Правила Кирхгофа для расчета сложных электрических цепей.
2
2

31
Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Электропроводность металлов. Температурная зависимость сопротивления металлов. Сверхпроводимость.
2



32
Классификация твердых тел по их электропроводности на основе зонных представлений. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления.

2
2

33
Полупроводники. Собственная и примесная проводимости. Полупроводниковые диоды.
2
2

34
Магнитное поле. Взаимодействие токов. Закон Ампера. Индукция магнитного поля. Поле движущегося заряда. Закон Био-Савара-Лапласа. Векторные свойства магнитного поля.
2
2

35
Действия магнитного поля. Действие магнитного поля на движущийся заряд, на проводник с током, сила Лоренца. Взаимодействие двух движущихся зарядов и проводников с током. Эффект Холла.
2



36
Магнитное поле кругового тока. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент. Соленоид.
1
2

37
Магнетики. Магнитный момент атома. Магнитное поле в веществе. Намагниченность, магнитная восприимчивость и проницаемость. Напряженность магнитного поля. Классификация веществ по магнитным свойствам. Закон Кюри.
2



38
Ферромагнетизм. Природа ферромагнетизма. Закон Кюри -Вейса. Точка Кюри. Домены. Применения магнитных материалов.
2



39
Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца. Примеры вычислений. Токи Фуко.
1



40
Явление самоиндукции и взаимоиндукции. Индуктивность. Коэффициент взаимоиндукции. Энергия магнитного поля. Трансформаторы.
2



41
Переменный ток. Получение переменного тока. Прохождение синусоидального переменного тока через активное сопротивление, индуктивность и емкость.

1



42
Обобщенный закон Ома для цепей переменного тока. Импенданс. Реактивная и активная мощность. Косинус . Эффективные значения силы тока и напряжения.
1
2

43
Электрические колебания в колебательном контуре. Формула Томсона. Вынужденные электрические колебания. Резонанс токов и напряжений.
2



44
Взаимные превращения электрических и магнитных полей. Открытый колебательный контур. Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн.
1



45
Оптика

Волновые, корпускулярные и квантовые представления о природе света. Основные законы геометрической оптики. Линзы и зеркала. Построение изображения в линзах и зеркалах.
2
2

46
Когерентные источники света и способы их осуществления. Геометрическая и оптическая разности хода лучей. Получение и расчет интерференционной картины.
2



47
Интерференция в тонких пластинках. Полосы равного наклона и равной толщины. Кольца Ньютона. Применения явления интерференции.
2
2

48
Явление дифракции света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Метод векторных построений. Дифракция Френеля на круглом отверстии и круглой преграде.
2
2

49
Дифракция Фраунгофера на щели и дифракционной решетке. Дифракционные картины в монохроматическом и белом свете. Дифракционный спектр. Угловая и линейная дисперсии и разрешающая способность решетки.
2
2

50
Дисперсия света. Дисперсия вещества. Призма и дифракционная решетка-диспергирующие приборы, разложение света. Нормальная и аномальная дисперсия. Понятие об электронной теории дисперсии. Спектры испускания и поглощения.
2
2

51
Поляризованный и естественный свет. Степень поляризации. Поляризатор и анализатор. Закон Малюса. Поляризация при отражении и преломлении. Угол Брюстера. Поляроиды.
2
2

52
Двойное лучепреломление. Построение Гюйгенса для одноосных кристаллов. Поляризационные приспособления. Интерференция поляризованных световых волн. Вращение плоскости поляризации. Эффекты Керра и Фарадея.
2
2

53
Излучение света веществом. Законы теплового излучения: Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина.
1
2

54
Фотоэлектрический эффект. Законы внешнего фотоэффекта: Столетова, Эйнштейна. “Красная граница” фотоэффекта. Вольт-амперная характеристика вакуумного фотодиода. Фотоэлемент и фотоэлектронный умножитель. Понятие о внутреннем фотоэффекте и фотоэффекте в запирающем слое.
2



55
Элементы атомной физики.

Закономерности в атомных спектрах. Модели атома Томсона и Резерфорда. Постулаты Бора. Корпускулярно-волновой дуализм. Волны де-Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
2



56
Атом водорода в квантовой механике.
1



57
Спин электрона. Спиновое квантовое число. Принцип неразличимости тождественных частиц.
1



58
Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Периодическая система элементов.
2



59
Поглощение, спонтанное и вынужденное излучение
1



60
Элементы ядерной физики. Размер, состав и заряд ядра. Массовое и зарядовые числа. Дефект массы и энергия связи ядра. Модели ядра.
1



61
Радиоактивное излучение и его виды. Биологическое действие излучения.
1



62
Закон радиоактивного распада.,  распад. Нейтрино.  излучение.

2



63
Ядерные реакции и их основные типы.
1



64
Реакция деления урана. Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Реакция синтеза атомных ядер
2






Итого часов:

104
32



ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Савельев И.В. Курс общей физики 1,2,3 тома, М., Наука, 1989.
  2. Лабораторные работы общего физического практикума. Разделы: Механика, Молекулярная физика, Электричество и магнетизм, Оптика. Методические разработки коллектива преподавателей кафедры общей физики КГУ, Казань, 1981-2002.
  3. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: Учеб. М.: Энергоатомиздат, 1983. Т. 1-2.
  4. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика: Учеб. пособие. М.: Наука, 1980. 727с.



ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

  1. Стрелков С.П. Механика М., Наука, 1975.
  2. Калашников С.Г. Электричество М., Наука, 1970.
  3. Ландсберг Г.С. Оптика М., Наука, 1976.
  4. Сивухин Д.В. Общий курс физики , т.1-5, М., Наука, 1977.
  5. Мэрион Дж.Б. Общая физика с биологическими примерами, М, Высшая школа, 1986

БИЛЕТЫ К ЭКЗАМЕНАМ

Электричество - Оптика

I билет

1. Прохождение синусоидального переменного тока через активное сопротивление, индуктивность и емкость.

2. Дифракция Френеля на круглом отверстии.

3. Электростатическое поле. Заряды и их взаимодействие. Напряженность..

II билет

1. Обобщенный закон Ома для цепей переменного тока. Импенданс. Реактивная и активная мощность.

2. Зонная пластинка.

3. Теорема Остроградского- Гаусса и ее применение

III билет

1. Понятие интерференции, когерентность. Расчет интерференционной картины.

2. Дифракция Фраунгофера на щели.

3. Работа в электрическом поле. Потенциал и разность потенциалов.

IV билет

1. Интерференция в тонких пленках.

2. Дифракция Фраунгофера на нескольких щелях. Дифракционная решетка.

3. Потенциал поля точечного заряда. Связь между потенциалом и напряженностью.

V билет

1. Кольца Ньютона.

2. Электрические колебания в колебательном контуре.

3. Проводники в электрическом поле. Электроемкость.

VI билет

1. Явление э-м индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца. Токи Фуко.

2. Принцип Гюйгенса-Френеля. Закон Френеля.

3. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков.

VII билет

1. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия.

2. Поляризованный и естественный свет. Степень поляризации.

3. Вектор электрического смещения. Диэлектрические восприимчивость и проницаемость.

VIII билет

1. Понятие об электронной теории дисперсии.

2. Закон Малюса.

3. Условия на границе раздела двух диэлектриков. Сегнетоэлектрики.

IX билет

1. Призма и дифракционная решетка как диспергирующие приборы.

2. Ферромагнетики и их свойства.

3. Постоянный электрический ток. Закон Ома в векторной форме.

X билет

1. Спектры испускания и поглощения.

2. Угол Брюстера. Поляроиды.

3. Электродвижущая сила. Закон Ома в интегральной форме.

XI билет

1. Правила Кирхгофа для расчета электрических цепей.

2. Двойное лучепреломление.

3. Излучение света веществом.Понятие абсолютно черного тела.

XII билет

1. Построение Гюйгенса для одноосных кристаллов.

2. Дифракция Френеля на круглом отверстии.

3. Закон Кирхгофа.

XIII билет

1. Поляризационные приспособления.

2. Зонная пластинка.

3. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца.

XIV билет

1. Электропроводность металлов. Сверхпроводимость.

2. Дифракционная решетка.

3. Закон смещения Вина.


XV билет

1. Контактная разность потенциалов.

2. Кольца Ньютона.

3. Формула Релея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа.

XVI билет

1. Термоэлектрические явления.

2. Дифракция Фраунгофера на щели.

3. Формула Планка и следствия из нее.

XVII билет

1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимости. Полупроводниковые диоды.

2. Законы внешнего фотоэффекта.

3. Применение явления интерференции.

XVIII билет

1. Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии.

2. Закон Малюса.

3. Магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа.

XIX билет

1. Взаимодействие токов. Закон Ампера. Действие магн. поля на движущийся заряд, на проводник с током, сила Лоренца.

2. Зонная пластинка, ее свойства.

3. Электронная теорея дисперсии.

XX билет

1. Магнитное поле кругового тока. Контур с током в магн. поле. Магн. момент. Соленоид.

2. Двойное лучепреломление.

3. Полосы равной толщины и равного наклона.


Вопросы к зачету

Механика - Молекулярная физика

I билет

1. Кинематика материальной точки. Поступательное движение.

2. Механика жидкостей и газов. Законы Паскаля и Архимеда.

3. Состояние вещества. Параметры состояния. Идеальный газ.

II билет

1. Движение материальной точки по криволинейной траектории, по окружности.

2. Гидростатическое давление. Барометрическая формула. движение жидкостей и газов. Законы стационарного течения.

3. Изопроцессы. Уравнение состояния.

III билет

1. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности.

2. Течение вязкой жидкости. Внутреннее трение. Число Рейнольдса.

3. Молекулярно-кинетическая теория. Основное уравнение.

IV билет

1. Центр масс. Теорема о движении центра масс системы.

2. Формула Пуазейля.

3. Средняя кинетическая энергия молекул и температура. Постоянная Больцмана. Степени свободы молекул.

V билет

1. Закон сохранения импульса

2. Силы, действующие на тело в потоке. Формула Стокса.

3. Внутренняя энергия. Теплота и работа.

VI билет

1. Силы инерции.

2. Кинематика колебаний. Гармонические колебания.

3. Внутренняя энергия идеального газа.

VII билет

1. Центробежная сила.

2. Сложение колебаний, происходящих в одном направлении.

3. Теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении.


VIII билет

1. Кориолисова сила.

2. Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.

3. Адиабатический процесс.

IX билет

1. Закон всемирного тяготения.

2. Свободные колебания. Маятники.

3. Первое начало термодинамики.

X билет

1. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.

2. Вынужденные колебания. Резонанс.

3. Работа идеального газа при различных процессах.

XI билет

1. Движение в центральном силовом поле. Законы Кеплера.

2. Упругие волны.

3. Скорости молекул в газах. Опыт Штерна.

XII билет

1. Работа различных сил. Консервативные и неконсервативные силы.

2. Монохроматическая волна, ее формула и характеристики.

3. Максвелловское распределение молекул по скоростям.

XIII билет

1. Кинетическая и потенциальная энергия. Мощность.

2. Волновое уравнение. Стоячие волны.

3. Средняя, вероятная и средне-квадратичная скорости молекул газа.

XIV билет

1. Закон сохранения и превращения энергии в механике.

2. Звук.

3. Средняя длина свободного пробега молекул газа.

XV билет

1. Поступательное движение и вращение твердого тела.

2. Эффект Допплера.

3. Явления переноса.

XVI билет

1. Момент инерции тела. Теорема о переносе осей

2. Законы динамики.

3. Диффузия

XVII билет

1. Момент силы. Момент импульса.

2. Кинематика материальной точки.

3. Теплопроводность

XVIII билет

1. Законы механики для вращательного движения твердого тела.

2. Динамика системы материальных точек. Центр масс.

3. Внутреннее трение в газах

XIX билет

1. Закон сохранения момента импульса.

2. Силы инерции.

3. Второе начало термодинамики.

XX билет

1. Кинетическая энергия вращающегося тела.

2. Кориолисова сила.

3. Работа при круговых процессах.